在一个实施例中，一种系统包括甲烷化区段，甲烷化区段通常包括构造成接收第一燃料的燃料入口，构造成输出甲烷的燃料出口，以及构造成将第一燃料的第一流从燃料入口导引至燃料出口的第一燃料路径。该第一燃料路径包括构造成在发热甲烷化区域中从第一燃料生成甲烷的第一甲烷转化器。该系统还包括构造成导引第二燃料的第二流而不转换成甲烷的第二燃料路径。该第二燃料路径也构造成从发热甲烷化区域接收热量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的主题涉及指向替代天然气生产中的热联合和整体气化联合循环(IGCC)设施的新方法和系统。
技术介绍
随着天然气的价格飞涨，从煤、焦炭或任何含碳给料产生替代天然气(SNG)的气化工艺是非常期望的。通常，SNG生产包括含碳给料的气化，以产生未处理的合成气产物，其除了其它产物还包括一氧化碳(CO)和氢气(H2)。合成气被处理且然后在甲烷转化器中转化成甲烷。通常，整体气化联合循环(IGCC)功率设施能够从类似于SNG生产设施中的那些给·料的各种含碳给料如煤相对清洁而有效地产生能量。以与SNG生产类似的方式，IGCC技术可通过在气化器中与氧气和蒸汽的反应将含碳给料转换成CO和H2的气体混合物，即合成气。这些气体可进行处理、加工并用作常规联合循环功率设施中的燃料。例如，合成气可供给到IGCC功率设施的燃烧涡轮机中并点燃以驱动用来用在发电中的该燃气涡轮机。
技术实现思路
以下概述了与最初要求保护的专利技术范围相称的某些实施例。这些实施例并非意图限制所要求保护的专利技术的范围，相反这些实施例仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可涵盖可与以下所述实施例相似或相异的各种形式。在第一实施例中，一种系统包括甲烷化区段，该甲烷化区段通常包括构造成接纳第一燃料的燃料入口，构造成输出甲烷的燃料出口，构造成将第一燃料的第一流从燃料入口导引至燃料出口的第一燃料路径，其中该第一燃料路径包括构造成在发热甲烷化区域中由第一燃料产生甲烷的第一甲烷转化器。该系统也可包括构造成导引第二燃料的第二流而不转化成甲烷的第二燃料路径，其中该第二燃料路径构造成从发热甲烷化区域接收热量。在第二实施例中，一种系统包括合成气冷却器，甲烷化区段，延伸通过合成气冷却器和甲烷化区段的燃料路径，其中该燃料路径构造成使合成气从合成气冷却器流向该甲烷化区段，且该甲烷化区段构造成在第一发热甲烷化区域中从合成气产生甲烷。该系统还包括延伸通过合成气冷却器和甲烷化区段的流体路径，其中该合成气冷却器构造成从合成气将热量传递至沿该流体路径的流体。甲烷化区段构造成从第一发热甲烷化区域向沿着该流体路径的流体传递热量，且流体可为沿该流体路径的至少一部分的蒸汽。在第三实施例中，一种系统包括甲烷化区段，其通常包括燃料路径，该燃料路径中的第一甲烷转化器，其中该第一甲烷转化器包括第一发热甲烷化区域，在燃料路径中位于第一甲烷转化器下游的第二甲烷转化器，其中该第二甲烷转化器包括第二发热甲烷化区域。该甲烷化区段还包括沿燃料路径设置在第一和第二甲烷转化器之间的第一热交换器，沿燃料路径位于第二甲烷转化器下游的第二热交换器，以及延伸通过第一和第二热交换器的流体路径，其中第二热交换器构造成从第二发热甲烷化区域向流体传递热量以在流体被输送到第一热交换器之前沿流体路径产生饱和蒸汽。第一热交换器构造成从第一发热甲烷化区域向饱和蒸汽传递热量以沿流体路径产生过热的蒸汽。附图说明当参考附图阅读以下具体实施方式时，本专利技术的这些以及其它特征、方面以及优点将变得更好地理解，其中所有图中相似的符号代表相似的零件，其中 图I是图示用于生产替代天然气以及利用本文所述的独特热联合特征产生功率的设施的一个实施例的方框 图2是图示用于生产替代天然气以及利用本文所述的独特热联合特征产生功率的设施的一个实施例的方框 图3是图示利用激冷气化器以及甲烷化区段的系统的一个实施例的方框图，该甲烷化 区段利用如本文所述的独特热联合特征来在甲烷化区段处产生过热高压蒸汽； 图4是图示图3的甲烷化区段的方框图，该甲烷化区段利用本文所述的独特热联合特征来产生过热的高压蒸汽； 图5是图示合成气冷却器与甲烷化区段的集成的一个实施例的方框图，该甲烷化区段利用本文所述的独特热联合特征来在合成气冷却器处回收发热热量以在该甲烷化区段处产生过热的高压蒸汽； 图6是图示图5的甲烷化区段的方框图，该甲烷化区段利用本文所述的独特热联合特征来产生过热的高压蒸汽； 图7是图示合成气冷却器与甲烷化区段的集成的另一个实施例的方框图，该甲烷化区段利用本文所述的独特热联合特征来在合成气冷却器处回收发热热量以产生过热的高压蒸汽； 图8是图示图7的甲烷化区段的方框图，该甲烷化区段利用本文所述的独特热联合特征来产生高压蒸汽；以及 图9是图示利用本文所述的独特热联合特征的一个实施例来从加热的合成气源产生功率的整体气化联合循环功率设施的方框图。具体实施例方式以下将描述本专利技术的一个或更多具体实施例。为了提供这些实施例的简要描述，在说明书中可能不描述实际实施方式的所有特征。应该理解的是如在任何工程或设计项目中一样，在任何此类实际实施方式的开发中，必须做出大量实施方式特定的决策以实现开发者的特定目标，例如遵循系统相关或商业相关的限制，这可从一个实施方式到另一个实施方式而变化。此外，应该理解的是此类开发努力可能是复杂而耗时的，但对于那些受益于本公开的本领域技术人员而言仍将成为设计、生产和制造的日常工作。当介绍本专利技术的各种实施例的元件时，用词“一 ”、“ 一个”、“该”和“所述”意在意味着存在一个或更多该元件。用词“包括”、“包含”和“具有”意在为包括性的并且意味着可能有所列元件之外的附加元件。本专利技术公开涉及替代天然气(SNG)生产和整体气化联合循环(IGCC)功率发生系统内的增强蒸汽和/或热回收。基于指定的实施方式特定的设施要求，可将甲烷化区段用于过热的高压蒸汽的产生，过热的高压蒸汽可用于驱动涡轮或其它蒸汽驱动的设备。通常，合成气到SNG的转化是高度发热反应。此过程中产生的热量对反应器和设施设计提出了极大的挑战，并且是驱动各种过程的潜在源。例如，由来自CO和H2气体的SNG的生产(后文称为甲烷化)产生的热量可在所转化的CO的50 kcal/gmol级别，占进入甲烷化反应的总能量输入的大约20% (呈来自CO和H2的存储能量的形式)。就是说，所收集的实际的合成气可占总能量输入的80%，而另外的20%在典型的构造中没有被充分利用。本专利技术的实施例描述了利用合成气到SNG转化期间所释放的此发热热量来生产过热蒸汽和/或促进燃料到由设施生产的纯功率的转化的各种方式。取决于技术的类型、工艺要求和设计限制，熟练的从业者可以选择这些以及相关方法的任一种或者组合，以产生功率来驱动设施的各个区域或者输出功率盈余。图I图示了根据所公开的实施例使用甲烷化区段64来产生过热的高压蒸汽100以及加热的合成气70的整体替代天然气(SNG)生产一 IGCC系统10的方框图。系统10除其它特征外还包括用于生成SNG以及使用合成气(SNG中间物)作为燃料源来产生功率的区域。系统10的元件可包括含碳燃料源12，如固体给料，其可用作能量源和/或用于生产SNG。燃料源12可包括煤、石油焦、生物质、木基材料、农业废弃物、焦油、焦炉煤气和浙青，·或其它含碳物品。燃料源12的固体燃料可传送至给料、气化以及洗涤系统14。给料、气化以及洗涤系统14可包括若干子系统。例如，给料、气化以及洗涤系统14可包括给料制备子系统16，其例如可通过将燃料源12进行破碎、碾磨、粉碎、粉磨、压块或制粒而使燃料源12调整大小或调整形状以产生给料。此外，在给料制备子系统16中可将水或其它合适的液体添加到燃料源12中以产生浆状给料。在其它实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A弗里德曼，O莫尔，SJ哈扎里卡，JP马穆达，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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